https、http、Tcp、IP、Socket、应用层、请求报文与响应报文、get请求与post区别

目录：

1. 计算机网络体系结构（ISO/OSI模型）
2. TCP/IP协议
3. TCP/IP协议与Http协议的区别
4. 请求报文格式与响应报文格式 - - - -（HTTP协议包装数据的格式）
5. HTTP协议与HTTPS协议的区别
6. GET请求与POST请求区别
7. socket概念与原理

 

1.计算机网络体系结构（ISO/OSI模型）（ISO（国际标准组织）将计算机网络体系结构划分为七层 ）

 

• 应用层，很简单，就是应用程序。这一层负责确定通信对象，并确保由足够的资源用于通信，这些当然都是想要通信的应用程序干的事情。
• 表示层，负责数据的编码、转化，确保应用层的正常工作。这一层，是将我们看到的界面与二进制间互相转化的地方，就是我们的语言与机器语言间的转化。数据的压缩、解压，加密、解密都发生在这一层。这一层根据不同的应用目的将数据处理为不同的格式，表现出来就是我们看到的各种各样的文件扩展名。
• 会话层，负责建立、维护、控制会话，区分不同的会话，以及提供单工(Simplex)、半双工(Half duplex)、全双工(Full duplex)三种通信模式的服务。我们平时所知的NFS，RPC,Windows等都工作在这一层。
• 传输层，负责分割、组合数据，实现端到端的逻辑连接。数据在上三层是整体的，到了这一层开始被分割，这一层分割后的数据被称为段(Segment)。三次握手(Three-way handshake)，面向连接(Connection-Oriented)或非面向连接(Connectionless-Oriented)的服务，流控(Flow control)等都发生在这一层。
• 网络层，负责管理网络地址，定位设备，决定路由。我们所熟知的IP地址和路由器就是工作在这一层。上层的数据段在这一层被分割，封装后叫做包(Packet)，包有两种，一种叫做用户数据包(Data packets)，是上层传下来的用户数据；另一种叫路由更新包(Route update packets)，是直接由路由器发出来的，用来和其他路由器进行路由信息的交换。
• 数据链路层，负责准备物理传输，CRC校验，错误通知，网络拓扑，流控等。我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。上层传下来的包在这一层被分割封装后叫做帧(Frame)。
• 物理层，就是实实在在的物理链路，负责将数据以比特流的方式发送、接收。
• 其中：应用层与会话层、表示层称之为高层，定义了应用程序的通信与人机界面。传输层、网路层与数据链路层和数据层称之为底层，定义的是数据如何端到端进行传输的，物理规范与光电信号间的转换。

2.TCP/IP协议

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型，传统的开放式系统互联参考模型是一种通信协议的7层抽象到参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次互相通信。而TCP/IP协议通信采用了4层的层级结构，每一层都需要它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

1. 应用层：应用程序间沟通的层，如超文本传输协议（HTTP）、简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）、安全外壳协议（SSH）等等
2. 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 
3. 互联网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。
4. 网络接口层（链路层）：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。

在TCP/IP协议中，TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接：

1. 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）
2. 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态
3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手

在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于 Syn_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTABLISHED状态，（半连接状态存在有效期半连接存活时间）。

在TCP协议中，TCP协议通过四次挥手（连接终止协议断开连接）：

• （1） TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传输。
• （2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
• （3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端。
• （4） 客户端发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

 

由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

3.TCP/IP协议与Http协议的区别

1. TCP/IP协议（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP（HyperText Transfer Protocol超文本传输协议）是应用层协议，主要解决包装数据。
2. http协议是建立在tcp协议基础上的，当浏览器需要从服务器获取数据时，会发一次HTTP请求，HTTP会通过tcp建立起一个到服务器的连接通道，另外HTTP是无状态的短连接，而tcp是有状态的长连接。
3. HTTP(超文本传输协议)是利用TCP在两台电脑(通常是Web服务器和客户端)之间传输信息的协议。客户端使用Web浏览器发起HTTP请求给Web服务器，Web服务器发送被请求的信息给客户端。

4. 补充1：IP 网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。 
   IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。 

5. 补充2：TCP 如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。 TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。 面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

4. 请求报文格式与响应报文格式

URL地址格式：scheme://host[:port]/path/…/[?query-string][#anchor]

DNS服务 是计算机域名系统 (Domain Name System 或Domain Name Service) 的缩写，它是由解析器以及域名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。

• 当客户端访问Web站点时，首先会通过DNS服务查询到域名的IP地址。然后浏览器生成HTTP请求，并通过TCP/IP协议发送给Web服务器。Web服务器接收到请求后会根据请求生成响应内容，并通过TCP/IP协议返回给客户端。

端口号 通过不同的逻辑端口来区分不同的服务，进行保证应用程序间数据的指定传输时的区分

请求报文格式：

响应报文格式：

无序状态：HTTP协议本身是无状态的，这与HTTP协议本来的目的是相符的，客户端只需要简单的向服务器请求，无论是客户端还是服务器都没有必要纪录彼此过去的行为，每一次请求之间都是独立的，当然我们可以使用Cookie以及其它参数来记录用户状态。

 

5. HTTP协议与HTTPS协议的区别

1. https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
2. http是超文本传输协议，信息是明文传输，https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。
3. http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
4. http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。
5. HTTP 因为不需要对数据进行加密所以性能更高，但是安全性差。HTTPS 虽然安全性高，但是因为浏览器和服务器端需要对数据进行加解密，所以占用服务器资源。

• 超文本传输协议HTTP协议被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息。HTTP协议以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密，如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文，就可以直接读懂其中的信息，因此HTTP协议不适合传输一些敏感信息，比如信用卡号、密码等。
• 为了解决HTTP协议的这一缺陷，需要使用另一种协议：安全套接字层超文本传输协议HTTPS。为了数据传输的安全，HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL（Secure Sockets Layer 安全套接层）依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密。主要是采用了非对称加密算法，使用公钥与私钥进行数据的加密验证，为了保证第一次密码传输也不会被截获，所以使用了第三方的ca证书。

6. GET请求与POST请求区别

1. GET在浏览器回退时是无害的，而POST会再次提交请求。
2. GET产生的URL地址可以被Bookmark，而POST不可以。
3. GET请求会被浏览器主动cache，而POST不会，除非手动设置。
4. GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式。
5. GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留。
6. GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST么有。
7. 对参数的数据类型，GET只接受ASCII字符，而POST没有限制。
8. GET比POST更不安全，因为参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息。
9. GET参数通过URL传递，POST放在Request body中。

• 本质：HTTP的底层是TCP/IP。所以GET和POST的底层也是TCP/IP，也就是说，GET/POST都是TCP链接。GET和POST能做的事情是一样一样的。
• HTTP只是个行为准则，不同的浏览器（发起http请求）和服务器（接受http请求）指定了行为准则，进行了限制导致他们在应用过程中体现出一些不同。
• 如果你用GET服务，（大多数）浏览器通常都会限制url长度在2K个字节，而（大多数）服务器最多处理64K大小的url。
• 重大区别：GET产生一个TCP数据包；POST产生两个TCP数据包。
• 对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200（返回数据）；而对于POST，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）。
• 在网络环境好的情况下，发一次包的时间和发两次包的时间差别基本可以无视， 并不是所有浏览器都会在POST中发送两次包，Firefox就只发送一次。

 

7. Socket ----- 为了解决不同计算机间进程间通信的问题

概念：

1. 套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

2. 应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

• Socket是一个针对TCP和UDP编程的接口，你可以借助它建立TCP连接等等。而TCP和UDP协议属于传输层 。而http是个应用层的协议，它实际上也建立在TCP协议之上
• HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式（一个资源标识，是一个三元组（协议，端口号，IP地址））；Socket是发动机，提供了网络通信的能力
• Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口。

     常见socket函数：

1. Socket():创建一个socket。
2. Bind():绑定地址，即该socket负责哪个资源。
3. Listen():开始监听。
4. Accept():接收请求。
5. Connect():建立连接
6. Recv()/Send():数据发送和接收

• 客户端->建立socket->Connect()建立连接->Close()。
• 服务端->建立socket->Bind()->Listen()->Accept()接收请求->Close()。
• TCP的三次握手就是发生在【Connect】和【Accept】之间。数据处理交由Recv()/Send()

Socket原理

1. 建立socket连接 

   建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。

   套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

   服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

   客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

   连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

2. SOCKET连接与TCP连接

   创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

3. Socket连接与HTTP连接

   由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

   而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

   很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端

HTTP连接

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。 

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。 

由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。